JP2010281287A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の制御装置に係り、特に、アルコール燃料を用いる内燃機関において、機関停止制御を行う構成とした内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control device, and more particularly, to an internal combustion engine control device configured to perform engine stop control in an internal combustion engine using alcohol fuel.
従来技術として、例えば特許文献1(特開2008−267227号公報)に開示されているように、機関停止制御を行う構成とした内燃機関の制御装置が知られている。機関停止制御とは、例えばアイドル運転時やハイブリッド車のモータ走行時等において、所定の停止条件が成立したときに、内燃機関を一時的に停止させる制御である。この停止条件には、内燃機関の温度が所定の停止許可温度を超えたか否かの判定も含まれている。即ち、機関停止制御では、内燃機関の温度が停止許可温度よりも高くなり、かつ機関停止制御に適した他の条件が成立したときに、内燃機関を自動的に停止させる。 As a conventional technique, for example, as disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-267227), an internal combustion engine control device configured to perform engine stop control is known. The engine stop control is a control for temporarily stopping the internal combustion engine when a predetermined stop condition is satisfied, for example, during idle operation or when the hybrid vehicle is running. This stop condition includes determination of whether or not the temperature of the internal combustion engine has exceeded a predetermined stop permission temperature. That is, in the engine stop control, the internal combustion engine is automatically stopped when the temperature of the internal combustion engine becomes higher than the stop permission temperature and another condition suitable for the engine stop control is satisfied.
そして、従来技術では、燃料中のアルコール濃度が高い場合に、停止許可温度を高く設定し、機関停止制御の実行頻度を減少させる構成としている。燃料中のアルコール濃度が高い場合には、噴射燃料から潤滑油中に混入する(オイル希釈する)アルコールの量が増大する。そこで、この場合には、機関停止制御を出来るだけ行わずに、運転の機会や継続時間を増やすことにより、内燃機関を高い温度に保持する。これにより、従来技術では、潤滑油中のアルコールを早期に蒸発させ、オイル希釈を抑制するようにしている。 In the conventional technique, when the alcohol concentration in the fuel is high, the stop permission temperature is set high, and the execution frequency of the engine stop control is reduced. When the alcohol concentration in the fuel is high, the amount of alcohol mixed (oil diluted) from the injected fuel into the lubricating oil increases. Therefore, in this case, the internal combustion engine is kept at a high temperature by increasing the opportunity and duration of operation without performing engine stop control as much as possible. As a result, in the prior art, alcohol in the lubricating oil is evaporated at an early stage to suppress oil dilution.
ところで、上述した従来技術では、燃料中のアルコール濃度が高い場合に、停止許可温度を高く設定し、機関停止制御の実行頻度を減少させる構成としている。しかしながら、温度条件によっては、燃料中のアルコール濃度が低くても、オイル希釈が進行し易くなる。また、燃料中のアルコール濃度が高くても、機関停止制御を積極的に実行した方が良い場合もある。このため、従来技術の制御では、停止許可温度が必ずしも適切に設定されていない場合があり、オイル希釈を十分に抑制することができないという問題がある。 By the way, in the conventional technology described above, when the alcohol concentration in the fuel is high, the stop permission temperature is set high, and the execution frequency of the engine stop control is reduced. However, depending on the temperature conditions, oil dilution is likely to proceed even if the alcohol concentration in the fuel is low. Even if the alcohol concentration in the fuel is high, it may be better to positively execute the engine stop control. For this reason, in the control of the prior art, the stop permission temperature may not necessarily be set appropriately, and there is a problem that oil dilution cannot be sufficiently suppressed.
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、内燃機関の温度と燃料中のアルコール濃度とに応じて停止許可温度を適切に設定し、オイル希釈を確実に抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to appropriately set a stop permission temperature in accordance with the temperature of the internal combustion engine and the alcohol concentration in the fuel, and perform oil dilution. It is an object of the present invention to provide a control device for an internal combustion engine that can reliably suppress the above.
第1の発明は、内燃機関のシリンダ内で燃焼させるための燃料を噴射する燃料噴射手段と、
内燃機関の潤滑油中に混入した噴射燃料である希釈燃料の蒸発ガスを吸気系に還流させる還流手段と、
少なくとも内燃機関の温度が所定の停止許可温度以上となったときに、内燃機関を一時的に停止させる機関停止制御手段と、
内燃機関の温度または前記シリンダの壁温に対応するパラメータを機関温度として取得する機関温度取得手段と、
前記噴射燃料中に含まれるアルコールの割合をアルコール濃度として取得するアルコール濃度取得手段と、
前記機関温度が所定の基準温度以下であるときに、前記アルコール濃度が高いほど前記停止許可温度を低く設定する低温時許可温度可変手段と、
前記機関温度が前記基準温度よりも高いときに、前記アルコール濃度が高いほど前記停止許可温度を高く設定する高温時許可温度可変手段と、
を備えることを特徴とする。
A first invention is a fuel injection means for injecting fuel for combustion in a cylinder of an internal combustion engine;
Recirculation means for recirculating the evaporative gas of the diluted fuel, which is the injected fuel mixed in the lubricating oil of the internal combustion engine, to the intake system;
Engine stop control means for temporarily stopping the internal combustion engine when at least the temperature of the internal combustion engine becomes equal to or higher than a predetermined stop permission temperature;
Engine temperature acquisition means for acquiring a parameter corresponding to the temperature of the internal combustion engine or the wall temperature of the cylinder as the engine temperature;
Alcohol concentration acquisition means for acquiring a ratio of alcohol contained in the injected fuel as alcohol concentration;
When the engine temperature is equal to or lower than a predetermined reference temperature, a low temperature permission temperature variable means for setting the stop permission temperature lower as the alcohol concentration is higher,
When the engine temperature is higher than the reference temperature, high temperature permission temperature variable means for setting the stop permission temperature higher as the alcohol concentration is higher;
It is characterized by providing.
第2の発明は、前記潤滑油中に混入した前記希釈燃料の割合をオイル希釈率として取得するオイル希釈率取得手段と、
前記希釈燃料中に含まれるアルコールの割合を希釈燃料アルコール濃度として取得する希釈燃料アルコール濃度取得手段と、
前記蒸発ガスの還流により生じる空燃比の変動が許容範囲内に収まるか否かを、少なくとも前記オイル希釈率、前記希釈燃料アルコール濃度および前記機関温度に基いて判定する空燃比変動判定手段と、
前記空燃比変動判定手段の判定結果に基いて内燃機関を停止および作動させる空燃比対応機関停止制御手段と、
を備える構成としている。
The second invention is an oil dilution rate acquisition means for acquiring a ratio of the diluted fuel mixed in the lubricating oil as an oil dilution rate;
Diluted fuel alcohol concentration acquisition means for acquiring a ratio of alcohol contained in the diluted fuel as a diluted fuel alcohol concentration;
An air-fuel ratio fluctuation determining means for determining whether or not the fluctuation of the air-fuel ratio caused by the recirculation of the evaporated gas falls within an allowable range based on at least the oil dilution ratio, the diluted fuel alcohol concentration, and the engine temperature;
An air-fuel ratio corresponding engine stop control means for stopping and operating the internal combustion engine based on the determination result of the air-fuel ratio fluctuation determination means;
It is set as the structure provided with.
第3の発明によると、前記希釈燃料アルコール濃度取得手段は、前記機関温度、前記噴射燃料中のアルコール濃度、機関回転数および負荷に基いて、前記希釈燃料アルコール濃度を算出する構成としている。 According to a third aspect of the invention, the diluted fuel alcohol concentration acquisition means is configured to calculate the diluted fuel alcohol concentration based on the engine temperature, the alcohol concentration in the injected fuel, the engine speed and the load.
第4の発明は、前記機関温度と前記希釈燃料アルコール濃度とに基いて、前記空燃比の変動量の許容限度に対応したオイル希釈率の上限値を算出する希釈率上限算出手段を備え、
前記空燃比変動判定手段は、前記オイル希釈率取得手段により取得した実際のオイル希釈率が前記上限値以下であるときに、前記空燃比の変動が許容範囲内に収まると判定する構成としている。
The fourth invention comprises a dilution rate upper limit calculating means for calculating an upper limit value of the oil dilution rate corresponding to the allowable limit of the variation amount of the air-fuel ratio based on the engine temperature and the diluted fuel alcohol concentration,
The air-fuel ratio fluctuation determining means is configured to determine that the fluctuation of the air-fuel ratio falls within an allowable range when the actual oil dilution ratio acquired by the oil dilution ratio acquiring means is equal to or less than the upper limit value.
第5の発明は、内燃機関を補助するための動力を発生することが可能な補助動力手段を備える構成としている。 According to a fifth aspect of the invention, there is provided an auxiliary power means capable of generating power for assisting the internal combustion engine.
第6の発明によると、前記燃料噴射手段は、内燃機関のシリンダ内に燃料を噴射する直噴型の燃料噴射弁である構成としている。 According to a sixth aspect of the invention, the fuel injection means is a direct injection type fuel injection valve that injects fuel into a cylinder of an internal combustion engine.
第1の発明によれば、機関温度が基準温度以下の低温領域では、燃料中のアルコール濃度が高くなるにつれて燃料噴射量が増大し、これに伴ってオイル希釈量も増大する傾向がある。このため、低温時許可温度可変手段は、低温領域において燃料中のアルコール濃度が高いほど、停止許可温度を低く設定し、機関停止制御の実行頻度を高くする。これにより、低温領域では、機関停止(EV運転)の機会を増加させ、オイル希釈率が増大し易い機関駆動運転やHV運転を回避することができ、オイル希釈率を抑制することができる。 According to the first invention, in the low temperature region where the engine temperature is equal to or lower than the reference temperature, the fuel injection amount increases as the alcohol concentration in the fuel increases, and the oil dilution amount tends to increase accordingly. For this reason, the low temperature permission temperature varying means sets the stop permission temperature lower as the alcohol concentration in the fuel is higher in the low temperature region, and increases the execution frequency of the engine stop control. As a result, in the low temperature region, it is possible to increase the chance of engine stop (EV operation), avoid engine drive operation and HV operation in which the oil dilution rate tends to increase, and suppress the oil dilution rate.
一方、機関温度が基準温度よりも高い高温領域では、噴射燃料中のアルコールがシリンダ内の空間や壁面で蒸発し易くなるので、アルコール濃度が高くなるにつれて、オイル希釈に寄与する噴射燃料の量が減少し、オイル希釈量は減少傾向となる。このため、高温時許可温度可変手段は、高温領域において燃料中のアルコール濃度が高いほど(即ち、内燃機関を作動させてもオイル希釈率が増大し難い状況であるほど)、停止許可温度を高く設定し、機関停止制御の実行頻度を低下させる。これにより、高温領域では、オイル希釈率を抑制しつつ、機関駆動運転やHV運転を円滑に実施することができる。従って、第1の発明によれば、温度状態と燃料性状の変化に対応して停止許可温度を適切に設定することができ、特に、燃料中に含まれるアルコールの蒸留特性等を考慮して、停止許可温度の設定値をきめ細かく制御することができる。これにより、内燃機関の運転が可能な領域を出来るだけ確保しつつ、オイル希釈率を恒常的に抑制することができる。 On the other hand, in the high temperature region where the engine temperature is higher than the reference temperature, the alcohol in the injected fuel is likely to evaporate in the space and wall surface in the cylinder, so that the amount of injected fuel that contributes to oil dilution increases as the alcohol concentration increases. The oil dilution amount tends to decrease. For this reason, the high temperature permission temperature varying means increases the stop permission temperature as the alcohol concentration in the fuel is higher in the high temperature region (that is, the oil dilution rate is less likely to increase even when the internal combustion engine is operated). Set to reduce the frequency of engine stop control. Thereby, in the high temperature region, the engine drive operation and the HV operation can be smoothly performed while suppressing the oil dilution rate. Therefore, according to the first invention, it is possible to appropriately set the stop permission temperature corresponding to the change in the temperature state and the fuel property, in particular, considering the distillation characteristics of alcohol contained in the fuel, etc. The set value for the stop permission temperature can be finely controlled. As a result, the oil dilution rate can be constantly suppressed while ensuring the region in which the internal combustion engine can be operated as much as possible.
第2の発明によれば、希釈燃料アルコール濃度は、希釈燃料が吸気系に還流されたときに空燃比の変動量を左右する要因の一つとなるが、必ずしも噴射燃料中のアルコール濃度と等しくない。このため、希釈燃料アルコール濃度取得手段は、希釈燃料アルコール濃度を取得し、空燃比変動判定手段は、希釈燃料アルコール濃度、オイル希釈率および機関温度に基いて、空燃比の変動が許容範囲内に収まるか否かを判定する。これにより、空燃比変動の判定結果に対して、オイル希釈率や機関温度だけでなく、希釈燃料アルコール濃度も反映させることができる。即ち、希釈燃料アルコール濃度を考慮しない場合と比較して判定精度を高めることができる。従って、空燃比の変動が許容範囲内に収まるように、前記判定結果に基いて正確な制御を行うことができる。 According to the second aspect of the invention, the diluted fuel alcohol concentration is one of the factors that influence the fluctuation amount of the air-fuel ratio when the diluted fuel is returned to the intake system, but is not necessarily equal to the alcohol concentration in the injected fuel. . For this reason, the diluted fuel alcohol concentration acquisition means acquires the diluted fuel alcohol concentration, and the air-fuel ratio fluctuation determination means determines that the fluctuation of the air-fuel ratio is within an allowable range based on the diluted fuel alcohol concentration, the oil dilution rate, and the engine temperature. Judge whether it fits. Thereby, not only the oil dilution rate and the engine temperature but also the diluted fuel alcohol concentration can be reflected in the determination result of the air-fuel ratio fluctuation. That is, the determination accuracy can be increased as compared with the case where the diluted fuel alcohol concentration is not taken into consideration. Therefore, accurate control can be performed based on the determination result so that the fluctuation of the air-fuel ratio falls within the allowable range.
第3の発明によれば、希釈燃料アルコール濃度は、噴射燃料中のアルコール濃度が高く、機関温度(特に、シリンダの壁温)が高いほど低下する傾向がある。また、オイル希釈率は、機関回転数と負荷等に基いて設定される燃料噴射量によっても変化し、これに伴って希釈燃料アルコール濃度も変化する。従って、これらの特性を予めデータ化しておくことにより、希釈燃料アルコール濃度取得手段は、機関温度、噴射燃料中のアルコール濃度、機関回転数および負荷に基いて、希釈燃料アルコール濃度を算出することができる。 According to the third invention, the diluted fuel alcohol concentration tends to decrease as the alcohol concentration in the injected fuel is higher and the engine temperature (in particular, the cylinder wall temperature) is higher. The oil dilution rate also changes depending on the fuel injection amount set based on the engine speed, the load, and the like, and the diluted fuel alcohol concentration also changes accordingly. Therefore, by diluting these characteristics in advance, the diluted fuel alcohol concentration acquisition means can calculate the diluted fuel alcohol concentration based on the engine temperature, the alcohol concentration in the injected fuel, the engine speed and the load. it can.
第4の発明によれば、オイル希釈率、希釈燃料アルコール濃度および機関温度に基いて、暖機後に潤滑油から蒸発する非アルコール成分とアルコール成分の量をそれぞれ算出し、更に吸気系に還流される各成分の量を算出することができる。そして、この算出結果と、希釈前後の空気過剰率(λ値)とに基いて空燃比の変動量を算出することができる。従って、この手順を逆算すれば、希釈率上限算出手段は、機関温度と希釈燃料アルコール濃度とに基いて、空燃比変動の許容限度に対応したオイル希釈率の上限値を算出することができる。これにより、空燃比変動判定手段は、実際のオイル希釈率と上限値とを比較するだけで、空燃比の変動が許容できるか否かを正確かつ容易に判定することができる。 According to the fourth invention, based on the oil dilution rate, the diluted fuel alcohol concentration, and the engine temperature, the amounts of the non-alcohol component and the alcohol component that evaporate from the lubricating oil after warm-up are calculated, respectively, and further returned to the intake system. The amount of each component can be calculated. Based on this calculation result and the excess air ratio (λ value) before and after dilution, the variation amount of the air-fuel ratio can be calculated. Therefore, if this procedure is calculated backward, the dilution rate upper limit calculating means can calculate the upper limit value of the oil dilution rate corresponding to the allowable limit of the air-fuel ratio fluctuation based on the engine temperature and the diluted fuel alcohol concentration. As a result, the air-fuel ratio fluctuation determining means can accurately and easily determine whether or not the fluctuation of the air-fuel ratio is acceptable only by comparing the actual oil dilution rate and the upper limit value.
第5の発明によれば、例えば車両の走行中に内燃機関を停止させてオイル希釈率を抑える必要が生じた場合でも、補助動力手段を使用した運転により対処することができ、走行状態等に制限されることなく、オイル希釈率の制御を円滑に行うことができる。 According to the fifth aspect of the present invention, for example, even when it is necessary to stop the internal combustion engine and reduce the oil dilution rate while the vehicle is traveling, it is possible to cope with the operation using the auxiliary power means, and the traveling state is Without being limited, the oil dilution rate can be controlled smoothly.
第6の発明によれば、直噴型の燃料噴射弁を用いる内燃機関においては、特にオイル希釈が発生し易い。この場合でも、上記第1乃至第3の発明によれば、オイル希釈率を安定的に抑制することができる。 According to the sixth invention, in an internal combustion engine using a direct injection type fuel injection valve, oil dilution is particularly likely to occur. Even in this case, according to the first to third inventions, the oil dilution rate can be stably suppressed.
実施の形態1.
[実施の形態1の構成]
以下、図1乃至図7を参照しつつ、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための全体構成図である。本実施の形態のシステムは、例えばアルコール燃料が使用可能な直噴型のエンジンからなる内燃機関10を備えている。内燃機関10の各シリンダ12には、ピストン14の往復動作により拡大,縮小する燃焼室16が設けられている。ピストン14は、内燃機関10の出力軸であるクランク軸18に連結されている。
[Configuration of Embodiment 1]
Hereinafter,
また、内燃機関10は、各シリンダ12に吸入空気を吸込む吸気通路20と、各シリンダ12から排気ガスを排出する排気通路22とを備えている。吸気通路20には、吸入空気量を検出するエアフローメータ24と、電子制御式のスロットルバルブ26とが設けられている。スロットルバルブ26は、アクセル開度等に基いてスロットルモータ28により駆動され、吸入空気量を増減させる。また、内燃機関の各シリンダ12には、燃焼室16内に燃料を直接噴射する直噴型の燃料噴射手段としての燃料噴射弁30と、燃焼室16内の混合気に点火する点火プラグ32と、吸気通路20を燃焼室16に対して開,閉する吸気バルブ34と、排気通路22を燃焼室16に対して開,閉する排気バルブ36とが設けられている。
The
また、内燃機関10は、オイルパン38と吸気通路20との間に接続された還流手段としての還流通路40を備えている。還流通路40は、オイルパン38内の潤滑油に混入した希釈燃料の蒸発ガスを吸気系に還流させるものである。この場合、蒸発ガスの還流量は、吸気負圧に応じて変化するように構成されている。
In addition, the
一方、本実施の形態のシステムは、クランク角センサ42、水温センサ44、油温センサ46、吸気温センサ48、アルコールセンサ50等を含むセンサ系統と、補助動力手段としての電動モータ52と、内燃機関10の運転状態を制御するためのECU(Electronic Control Unit)60とを備えている。クランク角センサ42は、クランク軸18の回転に同期した信号を出力するもので、ECU60は、この出力信号に基いて機関回転数を検出することができる。また、水温センサ44は内燃機関の冷却水の温度を検出し、油温センサ46はオイルパン38内の潤滑油の温度(油温)を検出し、吸気温センサ48は吸入空気の温度(外気温)を検出するものである。
On the other hand, the system of the present embodiment includes a sensor system including a
さらに、アルコールセンサ50は、本実施の形態のアルコール濃度取得手段を構成しており、噴射燃料中に含まれるアルコールの割合をアルコール濃度として検出するものである。なお、本実施の形態では、アルコールセンサ50によりアルコール濃度を検出する構成としたが、本発明では、アルコールセンサ50を使用せずに、内燃機関の運転状態等に応じて燃料中のアルコール濃度を推定する構成としてもよい。センサ系統には、上述した各センサの他に、車両や内燃機関の制御に必要な各種のセンサ(例えばアクセル開度を検出するアクセル開度センサ、排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ等)が含まれており、これらのセンサはECU60の入力側に接続されている。
Furthermore, the
また、ECU60の出力側には、スロットルモータ28、燃料噴射弁30、点火プラグ32等を含む各種のアクチュエータが接続されている。そして、ECU60は、内燃機関の運転状態をセンサ系統により検出しつつ、各アクチュエータを駆動する。具体的には、センサ系統の出力に基いて、燃料の噴射量及び噴射時期、点火時期等を設定し、これらの設定内容に応じて各アクチュエータが駆動される。このECU60による運転制御には、後述の機関停止制御と停止許可温度可変制御とが含まれている。
Various actuators including a
また、本実施の形態において、内燃機関10は、電動モータ52と共にハイブリッド車等の車両に搭載されている。そして、車両の運転中には、電動モータ52を停止して内燃機関10だけを作動させる機関駆動運転と、内燃機関10と電動モータ52の両方を作動させるHV運転と、内燃機関10を停止して電動モータ52だけを作動させるEV運転のうち、何れかの運転が状況に応じて選択される。
In the present embodiment, the
次に、図2乃至図5を参照しつつ、ECU60により実行される機関停止制御と停止許可温度可変制御について説明する。
(機関停止制御)
ECU60は、例えば燃費性能、排気エミッション等を向上させるために、機関出力が不要なタイミング等で内燃機関10を一時的に停止させる機関停止制御を実行する。機関停止制御には、アイドル運転中に機関停止を行うアイドル停止制御や、車両の走行中に内燃機関を停止してモータ走行を行うEV運転等が含まれる。そして、機関停止制御では、内燃機関の温度(例えば冷却水の水温、潤滑油の油温等)が停止許可温度以上となり、かつ他の停止条件が成立したときに、内燃機関を自動的に停止させる。ここで、他の停止条件とは、例えば機関停止を実行すると車両性能に支障が生じるような状況において、機関停止制御を禁止するための条件である。
Next, engine stop control and stop permission temperature variable control executed by the
(Engine stop control)
The
また、停止許可温度は、車両や内燃機関の状態に応じて、機関停止制御の実行頻度を調整するために可変に設定される。一例を挙げると、例えば暖房等の車載機器の性能が不十分である場合や、冬季等に最大限の暖機を行う場合には、内燃機関を出来るだけ停止しないことが望ましいので、停止許可温度は通常よりも高い温度に設定される。また、以下に述べる停止許可温度可変制御では、オイル希釈率を抑制するために、停止許可温度を可変に設定する。 The stop permission temperature is variably set in order to adjust the execution frequency of the engine stop control according to the state of the vehicle or the internal combustion engine. For example, when the performance of in-vehicle equipment such as heating is insufficient, or when performing maximum warm-up in winter, it is desirable not to stop the internal combustion engine as much as possible. Is set to a higher temperature than normal. Further, in the stop permission temperature variable control described below, the stop permission temperature is variably set in order to suppress the oil dilution rate.
(停止許可温度可変制御)
一般に、直噴型の内燃機関10では、シリンダ12の壁面に付着する噴射燃料の量が多くなるため、この燃料の一部がオイルパン38内の潤滑油を希釈する現象(オイル希釈)が生じ易い。潤滑油に混入した燃料(希釈燃料)は、油温の上昇により蒸発し、還流通路40を介して燃焼室16に還流される。この希釈燃料の蒸発ガスは、空燃比の変動(A/Fずれ)を発生させる原因となる。そこで、停止許可温度可変制御では、機関温度と燃料中のアルコール濃度とに基いて停止許可温度を制御することにより、潤滑油中に含まれる希釈燃料の量(オイル希釈量)を調整し、A/Fずれを抑制する構成としている。
(Stop-permitted temperature variable control)
In general, in the direct injection type
図2は、内燃機関の燃料噴射量と燃料成分との関係を示す特性線図である。なお、図2では、アルコールとしてエタノールを用いた場合を例示している。図2に示すように、アルコール燃料を用いる場合の燃料噴射量は、燃料中のアルコール濃度が高くなるにつれて増大する。そして、燃料噴射量が増大すると、シリンダの壁面に付着する噴射燃料の量が多くなるので、オイル希釈量も増大することになる。しかし、本願発明者は、図3に示すように、燃料中のアルコール濃度とオイル希釈量との関係が、温度によって異なることを見出した。 FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the fuel injection amount and the fuel component of the internal combustion engine. In addition, in FIG. 2, the case where ethanol is used as alcohol is illustrated. As shown in FIG. 2, the fuel injection amount when using alcohol fuel increases as the alcohol concentration in the fuel increases. When the fuel injection amount increases, the amount of injected fuel adhering to the cylinder wall surface increases, so that the oil dilution amount also increases. However, the present inventor has found that the relationship between the alcohol concentration in the fuel and the amount of oil dilution varies depending on the temperature, as shown in FIG.
図3は、アルコール燃料とガソリンのそれぞれについて、内燃機関の温度(冷却水温)とオイル希釈率との関係を示す特性線図である。ここで、オイル希釈率とは、一定量の潤滑油中に含まれる希釈燃料の量(割合)を表したものである。また、図3中の「E0」とは、アルコールを含まないガソリンだけの燃料を示し、「E85」とは、85wt%の割合でアルコールを含む燃料を示している。これと同様に、「E20」、「E100」とは、それぞれアルコール濃度が20wt%の燃料、100wt%(アルコールだけ)の燃料を示している。 FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the temperature of the internal combustion engine (cooling water temperature) and the oil dilution rate for each of alcohol fuel and gasoline. Here, the oil dilution rate represents the amount (ratio) of diluted fuel contained in a certain amount of lubricating oil. In addition, “E0” in FIG. 3 indicates a gasoline-only fuel that does not include alcohol, and “E85” indicates a fuel that includes alcohol at a rate of 85 wt%. Similarly, “E20” and “E100” indicate a fuel having an alcohol concentration of 20 wt% and a fuel having an alcohol concentration of 100 wt% (alcohol only), respectively.
図3に示すように、例えば10℃程度の温度を基準温度として、この基準温度よりも低温側の温度領域では、燃料中のアルコール濃度が高いほどオイル希釈率が高くなる特性がある。これに対し、基準温度よりも高温側の温度領域では、アルコール濃度が低いほどオイル希釈率が高くなる特性がある。このような特性の違いは、次の理由によるものと考えられる。まず、低温時には、燃料中のガソリンもアルコールも蒸発し難いので、燃料中のアルコール濃度が高くなると、その分だけ燃料噴射量が増大し、これに伴ってオイル希釈量も増大することになる。 As shown in FIG. 3, for example, with a temperature of about 10 ° C. as a reference temperature, there is a characteristic that the oil dilution ratio becomes higher as the alcohol concentration in the fuel is higher in a temperature region lower than the reference temperature. On the other hand, in the temperature range higher than the reference temperature, there is a characteristic that the oil dilution rate increases as the alcohol concentration decreases. This difference in characteristics is considered to be due to the following reason. First, since gasoline and alcohol in the fuel are difficult to evaporate at a low temperature, when the alcohol concentration in the fuel increases, the fuel injection amount increases accordingly, and the oil dilution amount also increases accordingly.
一方、高温時には、アルコールとガソリンとの燃料性状の違いが強く影響するようになり、アルコール濃度が高い燃料を噴射しても、シリンダの壁面に付着する燃料自体が減少する。しかも、アルコールはガソリンと比べて沸点が低いので、高温時には、噴射燃料中のアルコールがシリンダ内の空間や壁面で蒸発し易くなる。このため、高温時には、燃料中のアルコール濃度が高くなるにつれて、オイル希釈に寄与する噴射燃料の量が減少することになり、オイル希釈量は減少傾向となる。 On the other hand, when the temperature is high, the difference in fuel properties between alcohol and gasoline is strongly affected, and even if fuel with a high alcohol concentration is injected, the fuel itself adhering to the cylinder wall surface decreases. Moreover, since alcohol has a lower boiling point than gasoline, the alcohol in the injected fuel is likely to evaporate in the space and wall surface in the cylinder at high temperatures. For this reason, at the time of high temperature, as the alcohol concentration in the fuel increases, the amount of injected fuel that contributes to oil dilution decreases, and the oil dilution amount tends to decrease.
このような特性を踏まえて、停止許可温度可変制御では、機関温度が前記基準温度以下の低温領域であるときに、図4に示す特性データに基いて停止許可温度を設定する。図4は、低温領域における噴射燃料中のアルコール濃度と停止許可温度との関係を示す特性線図である。この図に示すように、低温領域では、噴射燃料中のアルコール濃度が高いほど、停止許可温度を低く設定する構成としている。これにより、アルコール濃度が高いほど、機関停止制御の実行頻度を高くすることができる。この結果、低温領域では、機関停止(EV運転)の機会を増加させ、オイル希釈率が増大し易い機関駆動運転やHV運転を回避することができ、オイル希釈率を確実に抑制することができる。 Based on such characteristics, in the stop permission temperature variable control, the stop permission temperature is set based on the characteristic data shown in FIG. 4 when the engine temperature is in a low temperature region equal to or lower than the reference temperature. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the relationship between the alcohol concentration in the injected fuel and the stop permission temperature in the low temperature region. As shown in this figure, in the low temperature region, the stop permission temperature is set lower as the alcohol concentration in the injected fuel is higher. As a result, the higher the alcohol concentration, the higher the execution frequency of the engine stop control. As a result, in the low temperature region, it is possible to increase the chance of engine stop (EV operation), avoid the engine drive operation and HV operation in which the oil dilution rate tends to increase, and reliably suppress the oil dilution rate. .
また、停止許可温度可変制御では、機関温度が前記基準温度よりも高い高温領域であるときに、図5に示す特性データに基いて停止許可温度を設定する。図5は、高温領域における噴射燃料中のアルコール濃度と停止許可温度との関係を示す特性線図である。この図に示すように、高温領域では、噴射燃料中のアルコール濃度が高いほど、停止許可温度を高く設定する構成としている。これにより、アルコール濃度が高いほど(即ち、内燃機関を作動させてもオイル希釈率が増大し難い状況であるほど)、機関停止制御の実行頻度を低下させることができる。この結果、高温領域では、オイル希釈率を抑制しつつ、機関駆動運転やHV運転を円滑に実施することができる。なお、上述した図4及び図5に示すデータは、マップデータや関数式等としてECU60に予め記憶されている。
Further, in the stop permission temperature variable control, the stop permission temperature is set based on the characteristic data shown in FIG. 5 when the engine temperature is in a high temperature region higher than the reference temperature. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the alcohol concentration in the injected fuel and the stop permission temperature in the high temperature region. As shown in this figure, in the high temperature region, the stop permission temperature is set higher as the alcohol concentration in the injected fuel is higher. Thereby, the higher the alcohol concentration (that is, the more difficult the oil dilution rate is to increase even when the internal combustion engine is operated), the lower the frequency of execution of engine stop control. As a result, in the high temperature region, the engine drive operation and the HV operation can be smoothly performed while suppressing the oil dilution rate. Note that the data shown in FIGS. 4 and 5 described above is stored in advance in the
上記制御において、機関温度とは、内燃機関の温度状態が反映される任意のパラメータであり、一例を挙げれば、冷却水の水温、潤滑油の油温、シリンダの壁温等である。停止許可温度可変制御に用いる機関温度は、上記水温、油温およびシリンダ壁温の何れでもよいが、噴射燃料中のアルコールがシリンダの壁面で蒸発する特性を考慮しているので、シリンダ壁温を用いるのが好ましい。なお、シリンダ壁温は、センサ等により直接検出しなくても、後述の方法により他の機関温度から推定することができる。また、低温領域と高温領域の境界となる基準温度は、一例として10℃に設定したが、本発明はこの数値に限定されるものではなく、基準温度は、燃料の特性や使用環境等に応じて任意の値に設定すればよいものである。 In the above control, the engine temperature is an arbitrary parameter that reflects the temperature state of the internal combustion engine. For example, the temperature of the cooling water, the temperature of the lubricating oil, the wall temperature of the cylinder, and the like. The engine temperature used for the stop-permitted temperature variable control may be any of the water temperature, the oil temperature, and the cylinder wall temperature. However, since the alcohol in the injected fuel evaporates on the cylinder wall surface, the cylinder wall temperature is reduced. It is preferable to use it. Note that the cylinder wall temperature can be estimated from other engine temperatures by a method described later without being directly detected by a sensor or the like. In addition, the reference temperature that is the boundary between the low temperature region and the high temperature region is set to 10 ° C. as an example, but the present invention is not limited to this value, and the reference temperature depends on the characteristics of the fuel, the usage environment, and the like. Can be set to any value.
[実施の形態1を実現するための具体的な処理]
図6及び図7は、本発明の実施の形態1において、ECUにより実行される制御のフローチャートである。これらの図に示すルーチンは、車両の運転中に繰返し実行されるものとする。まず最初に、図6を参照しつつ、機関停止制御の具体的な処理について説明する。図6に示すルーチンにおいて、ECU60は、まず、センサ系統により検出した運転情報を読込み(ステップ100)、この運転情報に基いて吸入空気量、機関回転数、冷却水温、油温、吸気温度、燃料中のアルコール濃度、アクセル開度、排気空燃比等を検出する。次に、ステップ102では、自動停止中であるか否か、即ち、既に機関停止制御が実行中であるか否かを判定し、この判定成立時には、後述のステップ110に移行する。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 1]
6 and 7 are flowcharts of control executed by the ECU in the first embodiment of the present invention. The routines shown in these drawings are repeatedly executed during operation of the vehicle. First, specific processing for engine stop control will be described with reference to FIG. In the routine shown in FIG. 6, the
ステップ102の判定が不成立のときには、機関温度が停止許可温度以上であるか否を判定する(ステップ104)。この停止許可温度は、後述の図7に示すルーチンにより決定される。そして、ステップ104の判定成立時には、他の停止条件が成立しているか否かを判定し(ステップ106)、この判定も成立したときには、内燃機関の運転を停止する(ステップ108)。なお、ステップ108の機関停止には、内燃機関のアイドル運転を停止する場合だけでなく、EV運転を行う場合も含まれる。
If the determination in
一方、ステップ102の判定成立時には、内燃機関が停止中であるから、自動始動条件が成立したか否かを判定する(ステップ110)。そして、ステップ110の判定成立時には、内燃機関を再始動させる(ステップ112)。なお、ステップ112の再始動には、機関駆動運転を再開する場合だけでなく、HV運転を行う場合も含まれる。
On the other hand, when the determination in
次に、図7を参照しつつ、停止許可温度可変制御の具体的な処理について説明する。この図に示すルーチンは、前述した図6のルーチンと並列に実行されるものである。図7に示すルーチンでは、まず、アルコールセンサ50の検出信号に基いて、燃料中のアルコール濃度を算出する(ステップ200)。また、クランク角センサ42と水温センサ44の検出信号に基いて機関回転数と水温を検出し(ステップ202)、機関回転数と吸入空気量とに基いてエンジン負荷(負荷率)を算出する(ステップ204)。
Next, a specific process of the stop permission temperature variable control will be described with reference to FIG. The routine shown in this figure is executed in parallel with the routine shown in FIG. In the routine shown in FIG. 7, first, the alcohol concentration in the fuel is calculated based on the detection signal of the alcohol sensor 50 (step 200). Further, the engine speed and the water temperature are detected based on the detection signals of the
次に、ステップ206では、機関温度としてシリンダ12の壁温を算出する。具体的に述べると、ECU60は、内燃機関を始動してから噴射した燃料噴射量の総量を積算している。シリンダの壁温は、燃料噴射量の積算値(即ち、シリンダ12内での発熱量)が増えるにつれて始動時の温度から上昇するが、機関停止制御が実行された場合には、その実行時間に応じて低下する。よって、ECU60は、上述した燃料噴射量の積算値と、始動時に検出した水温(または油温)と、吸入空気の温度と、機関停止制御を実行した実行時間とに基いて、現在のシリンダ壁温を算出することができる。
Next, in step 206, the wall temperature of the
次に、ステップ208では、シリンダ壁温が前記基準温度よりも高いか否かを判定する。この判定成立時には、前述した高温領域であるから、図5に示すアルコール濃度/停止許可温度マップと、燃料中のアルコール濃度とに基いて停止許可温度を設定する(ステップ210)。一方、ステップ208の判定が不成立のときには、低温領域であるから、図4に示すアルコール濃度/停止許可温度マップと、燃料中のアルコール濃度とに基いて停止許可温度を設定する(ステップ212)。
Next, in
以上詳述した通り、本実施の形態によれば、温度状態と燃料性状の変化に対応して停止許可温度を適切に設定することができ、特に、燃料中に含まれるアルコールの蒸留特性等を考慮して、停止許可温度の設定値をきめ細かく制御することができる。従って、内燃機関の運転が可能な領域を出来るだけ確保しつつ、オイル希釈率を恒常的に抑制することができる。また、本実施の形態のように、ハイブリッド車に適用すれば、例えば車両の走行中に内燃機関を停止させてオイル希釈率を抑える必要が生じた場合でも、EV運転により対処することができ、走行状態等に制限されることなく、オイル希釈率の制御を円滑に行うことができる。 As described above in detail, according to the present embodiment, it is possible to appropriately set the stop permission temperature corresponding to the change in the temperature state and the fuel property, in particular, the distillation characteristics of alcohol contained in the fuel, etc. Considering this, the set value of the stop permission temperature can be finely controlled. Therefore, it is possible to constantly suppress the oil dilution rate while ensuring as much as possible a region where the internal combustion engine can be operated. In addition, when applied to a hybrid vehicle as in the present embodiment, for example, even when it is necessary to stop the internal combustion engine and reduce the oil dilution rate while the vehicle is running, it can be dealt with by EV operation. The oil dilution rate can be controlled smoothly without being restricted by the running state or the like.
実施の形態2.
次に、図8乃至図11を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施の形態では、前記実施の形態1と同様のシステム構成(図1)を採用しているものの、実施の形態1の制御内容に加えて、希釈燃料中のアルコール濃度に基いて制御を行う構成としており、この点で実施の形態1と構成が異なっている。なお、本実施の形態では、前記実施の形態1と同一の構成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, the same system configuration as in the first embodiment (FIG. 1) is adopted, but in addition to the control contents of the first embodiment, control is performed based on the alcohol concentration in the diluted fuel. The configuration differs from that of the first embodiment in this respect. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[実施の形態2の特徴]
吸気系に還流される希釈燃料の蒸発ガスはA/Fずれの原因となるが、A/Fのずれ量は、オイル希釈率だけでなく、希釈燃料中のアルコール濃度(以下、希釈燃料アルコール濃度と称す)によっても変化する。このため、A/Fのずれ量を正確に予測するためには、希釈燃料アルコール濃度を求める必要がある。しかし、希釈燃料アルコール濃度は、噴射燃料中のアルコール濃度(以下、噴射燃料アルコール濃度と称す)と異なる場合が多い。即ち、例えばE85の燃料を噴射しても、アルコールの一部はシリンダの内部や壁面で一部が蒸発するから、希釈燃料アルコール濃度は、必ずしもE85相当の濃度にならない。このため、本実施の形態では、A/Fのずれ量を予測するために、まず、希釈燃料アルコール濃度を算出する。そして、少なくともオイル希釈率、希釈燃料アルコール濃度および機関温度(例えば、潤滑油の油温)に基いて、A/Fのずれ量が許容範囲内に収まるか否かを判定する構成としている。
[Features of Embodiment 2]
The evaporative gas of the diluted fuel recirculated to the intake system causes the A / F shift. The A / F shift amount is not only the oil dilution rate but also the alcohol concentration in the diluted fuel (hereinafter, diluted fuel alcohol concentration). Also called). For this reason, in order to accurately predict the deviation amount of A / F, it is necessary to obtain the diluted fuel alcohol concentration. However, the diluted fuel alcohol concentration is often different from the alcohol concentration in the injected fuel (hereinafter referred to as the injected fuel alcohol concentration). That is, for example, even when fuel of E85 is injected, a part of the alcohol evaporates inside the cylinder or on the wall surface, so the diluted fuel alcohol concentration does not necessarily become a concentration equivalent to E85. Therefore, in the present embodiment, in order to predict the A / F deviation amount, first, the diluted fuel alcohol concentration is calculated. And it is the structure which determines whether the deviation | shift amount of A / F is settled in an allowable range based on at least oil dilution rate, diluted fuel alcohol concentration, and engine temperature (for example, oil temperature of lubricating oil).
(希釈燃料アルコール濃度の算出)
図8は、機関温度と希釈燃料アルコール濃度との関係を示す特性線図である。この図は、燃料としてE85を用いた場合のデータを示している。図8に示すように、噴射燃料中のアルコール濃度が一定でも、希釈燃料アルコール濃度は、機関温度(特に、シリンダの壁温)が高いほど低下する。このことは、図9に示す燃料の蒸留特性から導出することができる。図9に示すように、例えばE85の燃料を噴射した場合には、IN側壁温(吸気バルブの下側位置におけるシリンダの壁面温度)が80℃程度でも、噴射燃料中のアルコールは、シリンダの内部や壁面でほぼ100%蒸発する。ここで、IN側壁温が80℃の状態とは、冷却水の水温が40℃程度となる比較的低温の状態である。
(Calculation of diluted fuel alcohol concentration)
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between engine temperature and diluted fuel alcohol concentration. This figure shows data when E85 is used as the fuel. As shown in FIG. 8, even if the alcohol concentration in the injected fuel is constant, the diluted fuel alcohol concentration decreases as the engine temperature (in particular, the cylinder wall temperature) increases. This can be derived from the fuel distillation characteristics shown in FIG. As shown in FIG. 9, for example, when fuel of E85 is injected, alcohol in the injected fuel remains in the cylinder even if the IN side wall temperature (the wall surface temperature of the cylinder at the lower position of the intake valve) is about 80 ° C. Evaporates almost 100% on the wall. Here, the state where the IN side wall temperature is 80 ° C. is a relatively low temperature state where the water temperature of the cooling water is about 40 ° C.
よって、噴射燃料中のアルコールは、機関温度が高いほど、希釈燃料となり難いことが判る。また、噴射燃料アルコール濃度が高いほど、アルコールの蒸発により希釈燃料アルコール濃度が低下する。つまり、希釈燃料アルコール濃度は、噴射燃料アルコール濃度が高く、機関温度が高いほど低下する傾向がある。これらの特性により、図10に示す特性線図が導出される。 Therefore, it can be seen that the alcohol in the injected fuel is less likely to become a diluted fuel as the engine temperature is higher. Further, the higher the injected fuel alcohol concentration, the lower the diluted fuel alcohol concentration due to the evaporation of alcohol. That is, the diluted fuel alcohol concentration tends to decrease as the injected fuel alcohol concentration increases and the engine temperature increases. With these characteristics, a characteristic diagram shown in FIG. 10 is derived.
図10は、オイル希釈率、噴射燃料アルコール濃度および希釈燃料アルコール濃度の関係を示す特性線図である。ここで、図10(a)は、例えば機関温度が40℃の場合における噴射燃料アルコール濃度とオイル希釈率との関係を示している。また、図10(b)は、特定の噴射燃料アルコール濃度における希釈燃料中のガソリン成分とアルコール成分との割合(即ち、希釈燃料アルコール濃度)を示している。図10に示すデータは、複数の機関温度に対応する複数種類のマップデータとしてECU60に予め記憶されており、図10は、これらのマップデータのうち機関温度が40℃のときのデータを例示したものである。このマップデータによれば、機関温度と噴射燃料アルコール濃度とに基いて、オイル希釈率と希釈燃料アルコール濃度とを算出することができる。
FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the oil dilution rate, the injected fuel alcohol concentration, and the diluted fuel alcohol concentration. Here, FIG. 10A shows the relationship between the concentration of the injected fuel alcohol and the oil dilution rate when the engine temperature is 40 ° C., for example. FIG. 10B shows the ratio between the gasoline component and the alcohol component in the diluted fuel at a specific injected fuel alcohol concentration (that is, the diluted fuel alcohol concentration). The data shown in FIG. 10 is stored in advance in the
また、図10は、一定量(単位量)の燃料噴射に対応したデータであり、オイル希釈率及び希釈燃料アルコール濃度は、燃料噴射量によっても変化する。燃料噴射量は、通常の燃料噴射制御において、機関回転数と負荷とに基いて設定される。ECU60には、図10のデータを燃料噴射量(機関回転数と負荷)に応じて補正するためのデータも予め記憶されている。従って、ECU60は、機関温度、噴射燃料アルコール濃度、機関回転数および負荷に基いて、オイル希釈率と希釈燃料アルコール濃度とを算出することができる。
FIG. 10 shows data corresponding to a fixed amount (unit amount) of fuel injection. The oil dilution rate and the diluted fuel alcohol concentration also change depending on the fuel injection amount. The fuel injection amount is set based on the engine speed and the load in normal fuel injection control. The
(A/Fずれ量の算出)
上述したオイル希釈率、希釈燃料アルコール濃度および機関温度に基いて、暖機後に潤滑油から蒸発するガソリン成分とアルコール成分の量をそれぞれ算出することができる。具体的に述べると、希釈燃料ガス中のガソリン成分濃度をCe0とし、希釈燃料ガス中のアルコール成分濃度をCe100とすれば、これらの成分濃度Ce0,Ce100は、下記の(1),(2)式により算出することができる。なお、燃料蒸留係数Fve0,Fve100とは、前記図9のデータから求められるものであり、Fve100>Fve0となる関係がある。
(A / F deviation amount calculation)
Based on the oil dilution rate, diluted fuel alcohol concentration, and engine temperature described above, the amount of gasoline component and alcohol component evaporated from the lubricating oil after warm-up can be calculated. More specifically, if the gasoline component concentration in the diluted fuel gas is Ce0 and the alcohol component concentration in the diluted fuel gas is Ce100, these component concentrations Ce0 and Ce100 are the following (1), (2) It can be calculated by an equation. The fuel distillation coefficients Fve0 and Fve100 are obtained from the data shown in FIG. 9 and have a relationship of Fve100> Fve0.
Ce0=燃料蒸留係数Fve0(油温)×Σガソリン希釈率 ・・・(1)
Ce100=燃料蒸留係数Fve100(油温)×Σアルコール希釈率 ・・・(2)
Ce0 = fuel distillation coefficient Fve0 (oil temperature) x Σ gasoline dilution ratio (1)
Ce100 = Fuel distillation coefficient Fve100 (oil temperature) x Σ alcohol dilution ratio (2)
実際に吸気系に還流されるガソリンの量(還流ガソリン量)とアルコールの量(還流アルコール量)をそれぞれFe0,Fe100とすれば、これらの還流ガソリン量Fe0,還流アルコール量Fe100は、下記の(3),(4)式のように表される。 Assuming that the amount of gasoline actually recirculated to the intake system (refluxed gasoline amount) and the amount of alcohol (refluxed alcohol amount) are Fe0 and Fe100, respectively, the recirculated gasoline amount Fe0 and the recirculated alcohol amount Fe100 are as follows: 3) and (4).
Fe0=1サイクルの還流ガス量×Ce0 ・・・(3)
Fe100=1サイクルの還流ガス量×Ce100 ・・・(4)
Fe0 = amount of recirculated gas per cycle x Ce0 (3)
Fe100 = recirculation gas amount in one cycle x Ce100 (4)
よって、希釈前後の空気過剰率(λ値)と、上記(3),(4)式により求めた還流ガソリン量Fe0,還流アルコール量Fe100とに基いて、A/Fのずれ量を算出することができる。この場合、ガソリンの理論空燃比は14.5程度であるのに対し、アルコール(例えば、エタノール)の理論空燃比は9程度であるから、それぞれの成分のA/Fずれに対する影響度は異なる。従って、A/Fのずれ量は、これらの成分の影響度の差異を補正して算出される。 Therefore, the deviation amount of A / F is calculated based on the excess air ratio (λ value) before and after dilution, and the reflux gasoline amount Fe0 and the reflux alcohol amount Fe100 obtained by the above formulas (3) and (4). Can do. In this case, the theoretical air-fuel ratio of gasoline is about 14.5, whereas the theoretical air-fuel ratio of alcohol (for example, ethanol) is about 9, so the degree of influence of each component on the A / F deviation is different. Therefore, the A / F deviation amount is calculated by correcting the difference in the influence of these components.
上述した手順により、オイル希釈率、希釈燃料アルコール濃度および機関温度に基いて、A/Fのずれ量を算出することができる。従って、この手順を逆算すれば、A/Fずれ量の許容限度に対応したオイル希釈率の上限値を、A/Fずれ許容希釈率Kとして算出することができる。このA/Fずれ許容希釈率Kは、希釈燃料アルコール濃度と機関温度とに応じて変化する。従って、ECU60には、希釈燃料アルコール濃度と機関温度とに基いてA/Fずれ許容希釈率Kを算出するためのマップデータ(油温/希釈燃料アルコール濃度マップ)が予め記憶されている。そして、ECU60は、内燃機関の運転中に求めたオイル希釈率と、上記マップデータにより求めたA/Fずれ許容希釈率Kとを比較することにより、A/Fのずれ量が許容範囲内に収まるか否かを判定することができる。
By the above-described procedure, the A / F deviation amount can be calculated based on the oil dilution rate, the diluted fuel alcohol concentration, and the engine temperature. Therefore, if this procedure is calculated backward, the upper limit value of the oil dilution rate corresponding to the allowable limit of the A / F deviation amount can be calculated as the A / F deviation allowable dilution rate K. This A / F deviation allowable dilution rate K changes according to the diluted fuel alcohol concentration and the engine temperature. Accordingly, the
[実施の形態2を実現するための具体的な処理]
図11は、本発明の実施の形態2において、ECUにより実行される制御のフローチャートである。この図に示すルーチンは、前記実施の形態1による制御のルーチン(図6及び図7)と並行して行われるものとする。図11に示すルーチンにおいて、ECU60は、まず、自動停止中であるか否か、即ち、既に機関停止制御が実行中であるか否かを判定し、この判定成立時には、後述のステップ324に移行する(ステップ300)。
[Specific Processing for Realizing Embodiment 2]
FIG. 11 is a flowchart of control executed by the ECU in the second embodiment of the present invention. The routine shown in this figure is performed in parallel with the control routine (FIGS. 6 and 7) according to the first embodiment. In the routine shown in FIG. 11, the
次に、ステップ302では、アルコールセンサ50の検出信号に基いて噴射燃料アルコール濃度を検出し、ステップ304では、クランク角センサ42と水温センサ44の検出信号に基いて機関回転数と冷却水の水温を検出する。そして、ステップ306では、機関回転数とエアフローメータ24の検出信号に基いて負荷を算出する。また、ステップ308では、実施の形態1(図7)のステップ206と同様の方法により、シリンダの壁温を算出する。
Next, in
次に、ステップ310では、シリンダで1回の燃焼サイクル(燃料噴射)が行われる毎に生じるオイル希釈量(以下、1サイクル希釈量と称す)を算出する。1サイクル希釈量は、1回に噴射された噴射燃料のうち潤滑油に混入する燃料の量であり、例えば燃料噴射量、噴射タイミング、機関温度等のパラメータと相関関係がある。よって、これらの関係を表す特性データをECU60に予め記憶させておくことにより、前記パラメータに基いて1サイクル希釈量を算出することができる。
Next, in
また、ステップ312では、前述したように、機関温度、噴射燃料アルコール濃度、機関回転数および負荷に基いて、1サイクル希釈量中に含まれるアルコールの濃度(以下、1サイクル希釈燃料アルコール濃度と称す)を算出する。即ち、ECU60は、1サイクル毎に生じるガソリンの希釈量と、1サイクル毎に生じるアルコールの希釈量とをそれぞれ個別に算出することができる。さらに、ECU60は、図9に示す蒸留特性のデータ等を記憶しており、このデータと機関温度に基いて、潤滑油から蒸発するガソリンの蒸発量とアルコールの蒸発量とをそれぞれ個別に算出することができる。
In
次に、ステップ314では、上述した1サイクル希釈量、1サイクル希釈燃料アルコール濃度、ガソリン蒸発量およびアルコール蒸発量に基いて、積算希釈率と希釈燃料アルコール濃度とを算出する。即ち、シリンダの燃焼サイクル毎に、1サイクル希釈量を積算しつつ、この積算値からガソリンおよびアルコールの蒸発量を減算することにより、現在のオイル希釈率である積算希釈率を算出することができる。また、シリンダの燃焼サイクル毎に、1サイクル希釈燃料アルコール濃度から求めたアルコールの希釈量を積算しつつ、この積算値からアルコール蒸発量を減算することにより、現在の希釈燃料アルコール濃度を算出することができる。
Next, in
次に、ステップ316では、油温センサ46の検出信号に基いて潤滑油の油温を検出する。なお、本発明では、油温センサを使用せずに、以下の方法により油温を推定的に算出する構成としてもよい。この方法では、まず、内燃機関を始動してから噴射した燃料噴射量の総量を積算しておく。そして、燃料噴射量の積算値と、始動時の水温と、吸入空気の温度と、機関停止制御を実行した実行時間とに基いて油温を推定する。油温は、燃料噴射量の積算値(シリンダ12内での発熱量)が増えるにつれて始動時の温度から上昇し、また機関停止制御の実行時間に応じて低下する。よって、ECU60は、これらのパラメータと油温との関係を示すデータを予め記憶しておくことにより、油温を算出することができる。
Next, in
次に、ステップ318では、現在の希釈燃料アルコール濃度と油温とに基いて、前述した油温/希釈燃料アルコール濃度マップを参照することにより、A/Fずれ許容希釈率Kを算出する。そして、ステップ320では、現在の積算希釈率がA/Fずれ許容希釈率Kよりも大きいか否かを判定する。本実施の形態では、A/Fずれ許容希釈率Kを算出しておくことにより、実際のオイル希釈率とA/Fずれ許容希釈率Kとを比較するだけで、空燃比の変動が許容できるか否かを正確かつ容易に判定することができる。そして、ステップ320の判定成立時には、現在のオイル希釈率、希釈燃料アルコール濃度および油温が維持された状態で吸気系に希釈燃料が還流されると、A/Fのずれ量が許容範囲から外れる虞れがある。
Next, in
そこで、この場合には、内燃機関を停止させ(ステップ322)、必要であればEV運転に切換える。また、ステップ320の判定が不成立のときには、吸気系に希釈燃料を還流させても、A/Fのずれ量が許容範囲内に収まると判断されるので、機関停止を行わず、現在の駆動状態を維持する。一方、前述したステップ300の判定成立時には、内燃機関が停止中であるから、自動始動条件が成立した場合に内燃機関を再始動する(ステップ324,326)。
Therefore, in this case, the internal combustion engine is stopped (step 322) and switched to the EV operation if necessary. Further, when the determination in
このように構成される本実施の形態によれば、前記実施の形態1の作用効果に加えて、以下の作用効果を得ることができる。即ち、本実施の形態では、希釈燃料の還流によるA/Fのずれ量が許容できるか否かの判定結果に対して、オイル希釈率や機関温度だけでなく、希釈燃料アルコール濃度も反映させることができる。これにより、希釈燃料アルコール濃度を考慮しない場合と比較して判定精度を高めることができる。従って、A/Fのずれ量が許容範囲内に収まるように、内燃機関を適切なタイミングで作動,停止させることができ、オイル希釈率の制御を正確に行うことができる。 According to the present embodiment configured as described above, the following functions and effects can be obtained in addition to the functions and effects of the first embodiment. That is, in the present embodiment, not only the oil dilution rate and the engine temperature but also the diluted fuel alcohol concentration is reflected in the determination result of whether or not the deviation amount of A / F due to the reflux of the diluted fuel is acceptable. Can do. Thereby, compared with the case where the diluted fuel alcohol density | concentration is not considered, determination accuracy can be improved. Therefore, the internal combustion engine can be operated and stopped at an appropriate timing so that the A / F deviation amount falls within the allowable range, and the oil dilution rate can be accurately controlled.
なお、前記実施の形態では、図6中のステップ100〜108が機関停止制御手段の具体例を示している。また、図7において、ステップ206は機関温度取得手段の具体例、ステップ200はアルコール濃度取得手段の具体例、ステップ210は高温時許可温度可変手段の具体例、ステップ212は低温時許可温度可変手段の具体例をそれぞれ示している。さらに、図11において、ステップ308は機関温度取得手段の具体例、ステップ310,314はオイル希釈率取得手段の具体例、ステップ312,314は希釈燃料アルコール濃度取得手段の具体例、ステップ318は希釈率上限算出手段の具体例、ステップ320は空燃比変動判定手段の具体例、ステップ322,326は空燃比対応機関停止制御手段の具体例をそれぞれ示している。
In the above embodiment, steps 100 to 108 in FIG. 6 show a specific example of the engine stop control means. In FIG. 7, step 206 is a specific example of the engine temperature acquisition means, step 200 is a specific example of the alcohol concentration acquisition means, step 210 is a specific example of the high temperature permission temperature variable means, and step 212 is the low temperature permission temperature variable means. Each specific example is shown. Further, in FIG. 11,
10 内燃機関
20 吸気通路
22 排気通路
24 エアフローメータ
26 スロットルバルブ
30 燃料噴射弁(燃料噴射手段)
32 点火プラグ
34 吸気バルブ
36 排気バルブ
38 オイルパン
40 還流通路(還流手段)
42 クランク角センサ
44 水温センサ
46 油温センサ
48 吸気温センサ
50 アルコールセンサ(アルコール濃度取得手段)
52 電動モータ(補助動力手段)
60 ECU
DESCRIPTION OF
32
42
52 Electric motor (auxiliary power means)
60 ECU
Claims (6)
内燃機関の潤滑油中に混入した噴射燃料である希釈燃料の蒸発ガスを吸気系に還流させる還流手段と、
少なくとも内燃機関の温度が所定の停止許可温度以上となったときに、内燃機関を一時的に停止させる機関停止制御手段と、
内燃機関の温度または前記シリンダの壁温に対応するパラメータを機関温度として取得する機関温度取得手段と、
前記噴射燃料中に含まれるアルコールの割合をアルコール濃度として取得するアルコール濃度取得手段と、
前記機関温度が所定の基準温度以下であるときに、前記アルコール濃度が高いほど前記停止許可温度を低く設定する低温時許可温度可変手段と、
前記機関温度が前記基準温度よりも高いときに、前記アルコール濃度が高いほど前記停止許可温度を高く設定する高温時許可温度可変手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 Fuel injection means for injecting fuel for combustion in a cylinder of an internal combustion engine;
Recirculation means for recirculating the evaporative gas of the diluted fuel, which is the injected fuel mixed in the lubricating oil of the internal combustion engine, to the intake system;
Engine stop control means for temporarily stopping the internal combustion engine when at least the temperature of the internal combustion engine becomes equal to or higher than a predetermined stop permission temperature;
Engine temperature acquisition means for acquiring a parameter corresponding to the temperature of the internal combustion engine or the wall temperature of the cylinder as the engine temperature;
Alcohol concentration acquisition means for acquiring a ratio of alcohol contained in the injected fuel as alcohol concentration;
When the engine temperature is equal to or lower than a predetermined reference temperature, a low temperature permission temperature variable means for setting the stop permission temperature lower as the alcohol concentration is higher,
When the engine temperature is higher than the reference temperature, high temperature permission temperature variable means for setting the stop permission temperature higher as the alcohol concentration is higher;
A control device for an internal combustion engine, comprising:
前記希釈燃料中に含まれるアルコールの割合を希釈燃料アルコール濃度として取得する希釈燃料アルコール濃度取得手段と、
前記蒸発ガスの還流により生じる空燃比の変動が許容範囲内に収まるか否かを、少なくとも前記オイル希釈率、前記希釈燃料アルコール濃度および前記機関温度に基いて判定する空燃比変動判定手段と、
前記空燃比変動判定手段の判定結果に基いて内燃機関を停止および作動させる空燃比対応機関停止制御手段と、
を備えてなる請求項1に記載の内燃機関の制御装置。 Oil dilution rate acquisition means for acquiring a ratio of the diluted fuel mixed in the lubricating oil as an oil dilution rate;
Diluted fuel alcohol concentration acquisition means for acquiring a ratio of alcohol contained in the diluted fuel as a diluted fuel alcohol concentration;
An air-fuel ratio fluctuation determining means for determining whether or not the fluctuation of the air-fuel ratio caused by the recirculation of the evaporated gas falls within an allowable range based on at least the oil dilution ratio, the diluted fuel alcohol concentration, and the engine temperature;
An air-fuel ratio corresponding engine stop control means for stopping and operating the internal combustion engine based on the determination result of the air-fuel ratio fluctuation determination means;
The control device for an internal combustion engine according to claim 1, comprising:
前記空燃比変動判定手段は、前記オイル希釈率取得手段により取得した実際のオイル希釈率が前記上限値以下であるときに、前記空燃比の変動が許容範囲内に収まると判定する構成としてなる請求項2または3に記載の内燃機関の制御装置。 A dilution rate upper limit calculating means for calculating an upper limit value of the oil dilution rate corresponding to the allowable limit of the variation amount of the air-fuel ratio based on the engine temperature and the diluted fuel alcohol concentration;
The air-fuel ratio fluctuation determining means is configured to determine that the fluctuation of the air-fuel ratio falls within an allowable range when the actual oil dilution ratio acquired by the oil dilution ratio acquiring means is less than or equal to the upper limit value. Item 4. The control device for an internal combustion engine according to Item 2 or 3.
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